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炭黑可分为橡胶用炭黑、导电炭黑和色素炭黑

来源:碳黑工业 | 作者:德隆导电炭黑 | 发布时间: 2023-03-14 | 1348 次浏览 | 分享到:

炭黑按主要用途分类可分为橡胶用炭黑、导电炭黑和色素炭黑等。在这些用途中,用量最大的是橡胶用炭黑。橡胶用炭黑约占炭黑总量的89.5%,橡胶用炭黑中又以轮胎用炭黑用量最大,约占橡胶用炭黑的67.5%;非橡胶用炭黑约占10.5%。

(1)橡胶用炭黑

橡胶用炭黑按造粒方式分类,可分为干法造粒炭黑与湿法造粒炭黑两类。

干法造粒是采用干法造粒机对炭黑进行造粒,粉状炭黑在滚动中,利用分子间力的作用形成球状颗粒。这种粒子的硬度低,单个粒子的平均硬度一般在15 克以下。包装和运输后粒子的破损较为严重,细粉含量平均为15-20%。湿法造粒是把粉状炭黑和适量的水及粘结剂在造粒机中混合、搅拌形成球形状颗粒,再经干燥除去水分得到最终的颗粒状产品。湿法造粒的炭黑,单个粒子的平均硬度一般在35 克以上,使得炭黑粒子在运输过程的破损大幅度减少,使用前可以保持炭黑细粉含量在7%以下,有效地解决了炭黑使用过程中粉尘对环境的污染。

湿法造粒炭黑具有密度高、强度大、便于储存运输、环境污染小的特点,符合我国炭黑生产新工艺化、生产装置环保化的发展要求。湿法造粒的炭黑粒子在混炼胶中的分散性好. 可满足大型炼胶装置如子午线轮胎生产线的投料需求。

按炭黑填充轮胎胶料的性能分类,炭黑可分成硬质炭黑和软质炭黑丙大类。硬质炭黑又称胎面炭黑,炭黑原生粒子的粒径一般为15nm到45nm之间,它们可以和橡胶分子形成有效的化学键,能显著提高胎面胶的强度、抗撕裂性能和耐磨性能,多用于轮胎的胎面胶。按照ASTM的分类方法,N100(包括N115等)、N200(包括N220、N234等)、N300(包括 N326、N375、N339 等)系列为硬质炭黑。软质炭黑又称胎体炭黑,在橡胶中的补强效果较差,在很大程度上起填充作用,多用于轮胎的胎侧胶和内胎胶,炭黑原生粒子的粒径一般为45nm以上,最大可达100nm以上,能显著改善胶料的粘弹性、耐曲绕性并能起到填充作用。按照ASTM的分类方法,N500(包括N539、N550等)、N600(包括N650、N660 等)、N700(包括N762、N774等)系列为软质炭黑。

(2)导电炭黑

导电炭黑是一种高性能炭黑,可以赋予材料更好的强度、韧性等技术指标,具有低电阻或高电阻性能,可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小,比表面积大且粗糙,结构高,表面洁净(化合物少)等。

导电炭黑加入绝缘聚合物(塑料、橡胶)形成的导电网络临界浓度比一般炭黑大的多,电阻系数比一般炭黑小的多。导电炭黑的加入,使原本为绝缘物的塑料、橡胶体积电阻率显著下降。

导电炭黑是半导体材料,具有较低的电阻率,能够使橡胶或塑料具有一定的导电性能,用于不同的导电或抗静电制品,比如,永东股份生产的导电炭黑主要用于电力电缆屏蔽材料,如下图所示

导电炭黑还应用在导电橡胶、塑料制品等领域,可以做干电池的原材料,在航空航天、国防军工、电动汽车、无线通讯、消费电子等领域具有广阔的应用前景。

(3)色素炭黑

色素炭黑是着色颜料用炭黑,按着色强度(或黑度)和粒子大小一般分为高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四种,主要由接触法和油炉法生产。色素炭黑的黑度直接与炭黑的粒径相关,粒径越小,其表面积愈大,炭黑的黑度越高。色素炭黑主要用于油墨、油漆等行业。